[发明专利]一种煤矿采场上覆岩梁断裂带高度及范围确定方法

摘要

本发明公开了一种煤矿采场上覆岩梁断裂带高度及范围确定方法，该方法通过监测采场两侧支撑压力的变化，即特定形式的应力波，得到上覆岩梁断裂的次数即层数，根据已知的岩层结构，即可得到采场上覆岩梁断裂带的高度及其范围。本发明采用应力监测代替位移监测，更能准确反映岩梁断裂情况，可应用于煤矿开采过程中采场覆岩运动监测领域，快速得到煤矿采场上覆岩梁断裂带高度，以估计覆岩破坏程度、运动状态以及采场两侧支撑岩体的应力状态，具有准确、快速、成本低以及适用性更强的特点。

主权项

一种煤矿采场上覆岩梁断裂带高度及范围确定方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：首先通过煤矿相应采区的地层综合柱状图，得到采场上覆岩层结构，包括各个岩层的厚度及组成性质；第二步：建立观测点和监测系统在采场某一侧巷道中建立观测点，观测点设在工作面煤壁前方40m范围内，在观测点向采场外侧煤体钻凿一排水平的监测孔，所述监测孔距巷道底面高度1m，数量为4‑6个，孔间距离为2‑4m，孔深度为3‑5m，直径为42mm或45mm；在监测孔中布置压力传感器；在采场推进方向距观测点大于100m远的位置设置数据采集设备；压力传感器的数据传导线从孔口引出，并延伸接入数据采集设备；所述的采场某一侧巷道是这样确定的：当煤层倾角不大于20°时，指采场的轨道顺槽；当煤层倾角大于20°时，是指采场的运输顺槽；第三步：监测采场两侧岩体应力，得到应力波动曲线当采煤工作面距离观测点等于1/4的采场宽度时，开始监测工作，压力传感器将监测到的采场两侧岩体的应力波动信号传输給数据采集设备，数据采集设备将收集到的信号传递到数据处理器；随着工作面向前推进，监测点处围岩的应力由初始应力开始升高，之后测点处围岩的应力达到峰值；应力达到峰值后，监测点处的岩体开始破碎导致应力降低；随工作面继续推进，采场上覆第一岩梁断裂，引起监测点处岩体应力再次升高，随后又开始降低，之后每一层岩梁断裂都会引起类似的应力波动；在采煤工作面越过数据采集设备后结束监测；数据分析处理器综合分析应力波动数据，得到应力波动的曲线；第四步：根据应力波动曲线峰值确定岩梁断裂带的高度及其范围由于采场上覆岩梁每一层断裂都会有应力波峰值出现，进而根据应力波波峰值出现的次数得到采场上覆岩梁断裂破坏的层数；再根据层数和已知的各个岩层的厚度以及采场宽度，即可得到岩梁断裂带的高度及其大致范围；上述数据分析处理器，是指能实时显示接收数据，以及通过内置程序对收集到的数据进行后期处理并提供USB接口和打印机接口的仪器。